Расчёт элементов фидерного тракта

 

Волноводное вращающееся сочленение содержит круглый волновод с волной Е₀₁; дроссельное соединение, которое обеспечивает электрический контакт между подвижной и неподвижной частями круглого волновода; переходы от прямоугольного волновода с волной Н₁₀ к круглому волноводу с волной Е₀₁ и от круглого волновода к прямоугольному. Конструктивно наиболее простым переходом от волны Н₁₀ к волне Е₀₁ является соединение круглого и прямоугольного волноводов под прямым углом [1, стр.52].

 

На рисунке 16 приведено волноводное ВС. В нём для фильтрации нежелательной волны Н₁₁, которая может вызвать модуляцию выходного сигнала при вращении антенны, применены короткозамкнутые шлейфы в круглом волноводе [1, стр.52].

Рисунок 16. Волноводное вращающееся сочленение.

 

Размеры и тип прямоугольного волновода были выбраны ранее исходя из заданной в ТУ длины волны (глава 4). Таким образом, в качестве прямоугольного волновода используем волновод МЭК-70 со следующими параметрами a=34.85 мм; b=15.799 мм.

 

Круглый волновод выберем по радиусу, который рассчитывается из условия распространения волны Е₀₁ и подавления ближайшей волны высшего типа Н₂₁:

По рассчитанному значению из таблицы «Технические данные круглых полых волноводов» [2] можем выбрать тип волновода; для данного курсового проекта подходит круглый волновод С65.

 

Вычислим длину и радиус короткозамкнутых шлейфов для фильтрации волны Н₁₁:

 

Для нормальной работы ВС необходимо знать длину L между переходами, чтобы исключить нежелательные резонансы волны Н₁₁, оставшейся в результате неполной фильтрации. При выборе длины между переходами требуется выполнение условий [1, стр.54]:

Рассчитаем по формулам из [2, стр. 296]:

- длину волны колебаний типа Н11: ;

- длину волны колебаний типа E01:

Так как обычно , будем считать, что длина между переходами L должна превышать 12 см. Пробуем различные n, чтобы найти оптимальное значение L. Результаты подстановки сведены в таблицу 9.

 

Таблица 9.

n=1	n=2	n=3	n=4

 

Как видно из таблицы 9, наиболее оптимальным является n=3, при этом принимаем L=13 см.

Заключение

Параболические антенны применяются только в диапазоне УКВ. Их относят к классу дифрационных (поверхностных) антенн. Их появление обосновано необходимостью получения высоких к.н.д., что возможно при использовании антенн с большими площадями раскрыва.

В данном курсовом проекте был разработан параболический цилиндр, облучаемый системой полуволновых вибраторов. Разработанная антенная система отвечает требованиям, заданным в техническом условии. Конструкция обеспечивает сканирование как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной.

Существующие методики, использовавшиеся при расчёте элементов антенной системы, дают результат, который может отличаться от экспериментального, что требует макетирования антенны и более детальной проработки конструкции. При текущем диаметре и фокусном расстоянии это является проблемой.

Конструкция антенны приведена в приложении 1.

 

 

Список использованной литературы

 

1. Никитин, Б.Т. Антенны и устройства СВЧ. Расчёт и проектирование устройств СВЧ. Учебное пособие. / Б.Т. Никитин, Л.А. Фёдорова, Ю.Н. Данилов. – Ленинград: ЛИАП, 1986 – 66 с.

2. Дорохов, А.П. Расчёт и конструирование антенно-фидерных устройств. Изд. 2-е. / А.П.Дорохов. – Харьков: издательство Харьковского ордена трудового красного знамени государственного университета им. А.М. Горького, 1960 – 450 с.

3. Драбкин, А.Л. Антенно-фидерные устройтва. Изд. 2-е, доп. и переработ. / А.Л. Драбкин, В.Л. Зузенко, А.Г. Кислов. – М.: Сов.радио, 1974. –
536 с.

4. Фёдорова, Л.А. Устройства сверхвысоких частот и антенны: метод. указания к курсовому проектированию / Л.А. Фёдорова. – СПб: ГУАП, 2004. – 35 с.

5. Кочержевский, Г.Н. Антенно-фидерные устройства / Г.Н. Кочержевский. – М.:Радио и связь, 1989. – 352 с.

6. http://www.findpatent.ru/patent/225/2255393.html

7. Сазонов, Д.М. Антенны и устройства СВЧ: Учеб. для радиотехнич. спец. вузов. / Д.М. Сазонов. – М.: Высшая школа, 1988. – 432 с.

8. http://freepatent.ru/patents/2453017

9. http://lektsii.com/2-60274.html

10. Воскресенский Д.И. Пособие к курсовому проектированию по курсу УСВЧ и антенны. Расчёт зеркальных антенн / Д.И. Воскресенский. – М.: Изд-во МАИ, 2005. – 30 с.

11. Фуско В. СВЧ цепи. Анализ и автоматизированное проектирование: Пер. с англ. / В. Фуско. - М.: Радио и связь, 1990. - 288 с.

12. Уколова Г.Г. Антенно-фидерные устройства: Метод. указания / Г.Г. Уколова. – Владивосток, 2004. – 24 с.

13. http://amel.ru/products/cables_coaxial/3249/

14.

Приложение 1

Конструкция антенны

Приложение 2

Описание конструкции антенны

 

Антенная система представляет собой конструкцию, состоящую из зеркала, облучателя, расположенного на фокусном расстоянии 30 см от него, двух вращающихся сочленений, которые обеспечивают вращение системы по азимуту и углу места. Каждое вращающееся сочленение приводится в движение своим двигателем, зацепление которых с ВС в одном случае осуществляется с помощью червячной передачи (для поворота ВС по углу места), а в другом непосредственным зацеплением (для поворота ВС по азимуту).

Зеркало можно изготовить из стали или дюралюминия. Сталь обуславливает экономическую выгоду, т.к. стоит дешевле; однако дюралюминиевое зеркало легче, что, принимая во внимание размеры зеркала, требуется. Для облегчения конструкцию зеркало можно выполнять из перфорированного листа.

Облучатель, подробно описанный в разделе 5, крепится на зеркале четырьмя парами равноудаленных ребер. Количество ребер для повышения надежности установки облучателя можно увеличить.

Подшипники необходимы для осуществления вращения ВС относительно неподвижного диэлектрического основания.

Антенный переключатель, передатчик и приёмник на схеме не указаны.